地球空间环境与大地测量教育部重点实验室

提出并实现了环火探测器利用X射线脉冲星观测量及自适应卡尔曼滤波进行自主导航定位的方法

为了避免和减少地面测控网的跟踪测量对探测器导航定位的约束,提出了环火探测器利用X射线脉冲星观测量及自适应卡尔曼滤波进行自主导航定位的方法。X射线脉冲星导航技术利用安装在探测器上的X射线探测天线,对X射线脉冲星进行观测,通过积分获得X射线脉冲信号轮廓,将得到的脉冲信号轮廓与建立在太阳系质心处(其他任意空间已知点)的脉冲星时间相位模型进行相关处理,获得脉冲信号到达探测器与太阳系质心之间的时间延迟,从而获得探测器在太阳系质心坐标系下的三维位置矢量,因其不需要地面系统的支持,有利于深空探测器自主导航。率先在我国研制了《基于X射线脉冲星的环火探测器自主导航定位软件》有自主知识产权的软件系统;该软件根据X射线脉冲星导航原理以及融合了环火探测器轨道动力学以及X射线脉冲星观测量的自适应卡尔曼滤波器,实现了环火探测器脉冲星观测量的模拟以及探测器状态的解算。成果于2012年发表在国际空间探测与研究的顶级刊物《Advances in Space Research》,得到了审稿专家的好评:“ With an adaptive extended Kalman filter developed to incorporate the Mars probe dynamics and the X-ray pulsar-based ranging measurements for the autonomous navigation of Mars probe,data simulations show that the three-dimensional positioning precision could reach to several hundred meters and which are higher than that deduced from Earth-based VLBI observations,which shows that the analysis methods and conclusions are meaningful for publication.”

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